非洲哈茨木霉产抑菌挥发性有机物碳源代谢机制

作者：陈敬师; 黄玉洋; 向杰; 郭清华; 李世贵; 顾金刚^*

来源：中国农业科学, 2020, 53(22): 4601-4612.

• 非洲哈茨木霉
• 挥发性有机物
• 紫外诱变
• 表型分析

【目的】获得生防菌非洲哈茨木霉(Trichoderma afroharzianum)ACCC 33109高产抑菌挥发性有机物的突变菌株,并分析其碳源代谢以挖掘高产抑菌挥发性有机物的机制。【方法】通过原生质体紫外诱变野生株ACCC33109获得突变株,以对扣法筛选挥发性有机物抑制尖镰孢(Fusarium oxysporum)活性差异大的突变菌株,利用Omnilog表型芯片技术比较野生株ACCC 33109和突变株MU153、MU792对不同种类碳源代谢的差异特征。【结果】野生株ACCC 33109经紫外线诱变2.0 min(致死率为76.63%)共获得828个突变株,对扣法筛选获得30个挥发性有机物对尖镰孢抑制率高于野生株的突变株,其中突变株MU153抑菌率高达53.86%,较野生株提高了16.68%,而突变株MU792的抑菌率降至15.83%。盆栽试验表明非洲哈茨木霉ACCC 33109和MU153菌株均对黄瓜具有促生作用,对黄瓜枯萎病有防治作用,与野生株ACCC 33109相比,突变株MU153对黄瓜枯萎病的相对防治效果提高了15.88%,相对于清水对照,防病效果高达89.69%。另外,紫外诱变导致突变株的菌落、菌丝、分生孢子梗和孢子形态发生了变化,相对于ACCC 33109,MU153菌丝变为絮状、生长速度快、密度大、并有色素产生,而MU792菌丝生长速度慢、密度低、菌落后期由绿色变为白色;突变株MU153和MU792分生孢子梗增大、孢子变大,且分生孢子梗基部宽度降低。紫外诱变引起突变株对碳源代谢能力的改变,相对于ACCC 33109,MU153对FF板中46种物质的代谢能力较高,包括D-阿拉伯醇、二胺乙醇、麦芽糖、熊果苷、纤维二糖和α-D-葡萄糖等,对其他50种物质的代谢能力低于ACCC 33109,包括对羟基苯乙酸、琥珀酸、琥珀酰胺酸、糖原、溴代丁二酸和L-苏氨酸等。MU792对FF板中27种物质的代谢能力较高,包括γ-羟丁酸、葡萄糖-1磷酸、β-羟丁酸、D-乳酸甲酯、D-山梨醇和丙酰胺等,对其他69种物质的代谢能力低于ACCC 33109,包括琥珀酰胺酸、N-乙酰-D-葡萄糖胺、对羟基苯乙酸、葵二酸、吐温-80和D-糖质酸。α-D-葡萄糖最利于抑菌挥发性有机物的产生,以α-D-葡萄糖为碳源时,ACCC 33109、MU153和MU792的挥发性有机物对尖镰孢的抑菌率依次为48.08%、56.17%和40.94%。【结论】非洲哈茨木霉突变株MU153具有高产抑菌挥发性有机物的能力,以α-D-葡萄糖为碳源时抑菌效果更佳,是一株具有应用潜力的生防菌。

• 单位
  中国农业科学院农业资源与农业区划研究所